燃料电池发动机指标权重与评分函数.DOC

1、1燃料电池发动机指标权重与评分函数选取 14 个关键指标对燃料电池发动机进行评价，它们分别涵盖了稳态性能，起动性能，动态性能以及安全性能。报告首先利用层次分析法（AHP）得到各指标的权重值，随后确定了每个指标的评分函数，将各个指标的得分乘上其对应的权重再求和，便可以得到燃料电池发动机的综合得分。一指标权重的确定1.层次结构图稳 态 性 能起 动 性 能动 态 性 能安 全 性 能发 动 机 额 定 功 率 效 率怠 速 热 起 动 时 间1 0 到 9 0 热 态 响 应 时 间发 动 机 绝 缘 性发动机气密性燃 料 电 池 发 动 机基 本 性 能发 动 机 常 用 工 况 效 率额 定

2、功 率 热 起 动 时 间怠 速 冷 起 动 时 间0 到 5 0 热 态 响 应 时 间发 动 机 噪 声发 动 机 额 定 功 率 密 度发 动 机 额 定 功 率氢 气 利 用 率 最 大 值燃 料 电 池 堆 最 大 功 率密 度准则层指标指标层指标22. 各层次指标权重利用 AHP 法得到指标在各个分层次以及最后总排序的权重，再通过二次加权法对权重进行修正，最终得到 14 个性能指标的排序权重，如下表所示：准则层指标 权重 指标层性能指标 权重 总排序权重发动机额定功率效率 0.132 0.0778发动机常用工况效率 0.218 0.1281电堆最大氢气利用率 0.055 0.032

3、3发动机额定功率密度 0.132 0.0778电堆峰值功率密度 0.085 0.0503发动机额定功率 0.334 0.1965稳态性能 0.3333发动机噪声 0.043 0.0252额定功率热起动时间 0.297 0.0374怠速热起动时间 0.540 0.0681起动性能 0.1667怠速冷起动时间 0.163 0.020610PE到90PE热态响应时间 0.333 0.0280动态性能 0.16670PE 到 50PE 热态响应时间 0.667 0.0560发动机绝缘性 0.5 0.1009安全性能 0.3333发动机气密性 0.5 0.10093二 基本指标评分1. 发动机额定工况效

4、率各台发动机测试时的额定工况加载功率不同，因此发动机额定工况下的指标也要做统一处理以使打分更为合理。利用当量效率 作为评价指标来评价发动d机额定工况下的效率，即：= 其中：d1E10EP式中 为实测发动机在额定工况下的效率， 为发动机实测额定功率值，EE为标定额定功率值（此处取 55KW）0P额定工况当量效率指标的基本得分区间：发动机当量效率值 得分值45% 10040%45% 9010038%40% 809030%38% 408030% 40根据得分区间得到当量效率指标的评分函数为：32240.67.1850.462893()711xxFx 4580x评分函数形如下图：425 30 35 4

5、0 45 5030405060708090100110值值值 (%)值值值2. 发动机常用工况效率常用工况定义为，发动机净输出功率为 25kw 时的工况。指标的基本得分区间：发动机常用工况效率 得分值50% 10045%50% 7510035%45% 407535% 40指标的评分函数：32240.106.7518()xxF3540x53. 功率评分定义当量功率 P 作为评价指标，它同时也考虑了发动机的峰值功率值。如果FCE 做没有过载（峰值）功率测试，则 P=0。； 其中 12()Esign10EPmax21E式中 为发动机实测额定功率值， 为标定额定功率值（此处取 55KW） ，EP0E为

6、发动机实测峰值功率值。max且当 0 时， =1；当 =0 时， =022()sign22()sign当量功率指标的基本得分区间：发动机当量功率 P得分值55 1005055 801003550 208035 20当量功率指标的评分函数：3220.19.7.35418.6()80xxFx 350x64.发动机额定功率密度评分指标的基本得分区间：发动机额定功率密度（W/kg）得分值260 100200260 80100150200 4080150 40指标的评分函数：32240.670.17.91375()9641exxFx 026x5. 电堆峰值功率密度指标的基本得分区间：电堆峰值功率密度（W

7、/kg） 得分值600 100450600 80100300450 4080300 40指标的评分函数：322401.850.145.3680()97exxFx 34506x76. 氢气利用率评分指标的基本得分区间：氢气利用率最大值 得分值95% 10085%95% 759075%85% 407575% 40指标的评分函数：32240.1.18.95.2()576xxF 7859x7. 10PE 到 90PE 热态响应时间指标的基本得分区间：10PE 到 90PE 热态响应时间(s)得分值5 100510 801001020 408020 40指标的评分函数：23210.80()9.41604

8、xFex 2015x88. 0PE 到 50PE 热态响应时间指标的基本得分区间：0PE 到 50PE 热态响应时间(s)得分值3 10035 85100512 408512 40指标的评分函数：23210.75.6.5()4187320.73xFx 512x9. 额定功率热起动时间指标的基本得分区间：额定功率热起动时间(s) 得分值15 1001525 801002540 408040 40指标的评分函数：23210.65()9.47.1.4xFx 04251x910. 怠速冷起动时间指标的基本得分区间：怠速冷起动时间(s) 得分值3 100310 801001025 408025 40指标

9、的评分函数：23210.48.96.37()74106.9xFxx 25103x11. 怠速热起动时间指标的基本得分区间：怠速热起动时间(s) 得分值1.5 1001.53 8010036 40806 40指标的评分函数：232108.96.780()45.304xFex 635.1x1012. 发动机噪声指标的基本得分区间：发动机噪声（db） 得分值88 1008893 8010093105 4080105 40指标的评分函数：23210.84.6095()91.296xFx 893105x13. FCE泄露性评价合格（100 分）：满足要求不合格（0 分）：泄漏量超标14. FCE绝缘性评价合格（100 分）：绝缘电阻大于 1 兆欧不合格（0 分）：绝缘电阻小于 1 兆欧